ansys的滚压成形有限元分析研究
滚压成形时一种板金属加工的新技术，具有非常多的其他技术所没有优点，这些优点主要体现在它的节省材料、非常高的效率以及相对低廉的成本。滚压成形板材加工的方式为板金属在依次经过形状各不相同的各类截面后便直接形成所需的成型断面，正是由于它的这种可以形成各种形状断面的特点使其应用面十分广泛，在汽车、造船、仪表、建筑等各方各面得到了应用，因此，滚压成形已经在经济发展中起到了十分重要的作用。而将ansys有限元分析应用到滚压成形分析中可有效快速得到滚压成形的各种变形及力学特性。 在调研收集并分析了相关的资料总结滚压成形工艺的工艺特点为下面要进行的有限元分析做好准备后。对ansys软件的基础应用进行学习，特别是ansys中有关弹塑性变形以及接触分析部分的内容。在调研资料的基础之上建立本课题要研究的滚压成型的有限元模型。完成板材滚压成形过程的有限元分析，并对分析结果进行理解和总结以了解滚压成形的的特点。 本文主要利用ANSYS软件对金属板的平面板材滚压成形以及V型槽滚压过程为分析实例子对金属板材的滚压成形进行分析以得到金属板滚压成形过程中的各种变形以及力学特征。关键词：ANSYS；滚压成形；基础分析；弹塑性变形 目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题的目的与意义 1
1.2 国内外研究的现状 2
1.3 研究内容 3
1.4 本章小结 4
第二章 ANSYS软件与弹塑性变形理论的介绍 5
2.1 ANSYS软件的介绍 5
2.2 塑性变形理论的介绍 7
2.2.1 什么是塑性 7
2.2.2 弹塑性有限元法介绍 7
2.3 本章小结 8
第三章 滚压成形几何建模 9
3.1 ANSYS上的二维几何建模 9
3.1.1 滚压成形平面模型各几何参数的给定 9
3.1.2 滚压成形二维模型的建模过程9
3.2 中ANSYS上的三维几何建模 12
3.2.1 轴滚压成形立体模型各几何参数的给定 12
3.2.2 滚压成形立体模型的建模过程
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
三章 滚压成形几何建模 9
3.1 ANSYS上的二维几何建模 9
3.1.1 滚压成形平面模型各几何参数的给定 9
3.1.2 滚压成形二维模型的建模过程9
3.2 中ANSYS上的三维几何建模 12
3.2.1 轴滚压成形立体模型各几何参数的给定 12
3.2.2 滚压成形立体模型的建模过程 12
3.3 本章小结 16
第四章 滚压成形分析的分析过程及求解 17
4.1 材料属性的确定以及在ansys软件中的设置 17
4.2 单元类型的选择及网格的划分 18
4.3 接触的定义 19
4.4约束的定义 21
4.5 轧辊滚动的实现 22
4.6 本章小结23
第五章 滚压成形分析结果的分析与处理 24
5.1 滚压成形平面模型分析结果的分析与处理 24
5.1.1 等效应力分析 24
5.1.2 接触压力分析26
5.1.3 摩擦应力分析 28
5.1.4 等效应力与计算载荷步关系图30
5.2滚压成形实体模型分析结果的分析与处理32
5.2.1 等效应力分析 32
5.2.2 接触压力分析36
5.2.3 摩擦应力分析 38
5.2.4 等效应力与计算载荷步关系图41
5.3 本章小结46
结 论47
展 望48
致 谢 49
参考文献 50
第一章 绪论
1.1 课题的目的与意义
有限元是指在研究复杂事物时, 往往把它划分为性能已知的简单组件( 单元) , 然后利用对这些组件规律的了解, 研究它们组合或原复杂系统后的性能。目前我们使用最为广泛也被认为最为合理的数值分析方法是有限单元法。这种方法之所以被广泛应用时因为其充分的运用了能量方程和变分原理以至于他还能够很好的解决金属的硬化效应问题。因为具有这些良好的特点是的有限单元法在各种边界问题的研究中被方法应用。在使用限单元法的软件中最为常用的是ANSYS。利用ANSYS可以很方便的对金属塑性成形进行分析。因此，本设计就是学习使用ANSYS软件，学习有限元分析思想、方法，对滚压成形进行分析和研究。
滚压成形时一种板金属加工的新技术，具有非常多的其他技术所没有优点，这些优点主要体现在它的节省材料、非常高的效率以及相对低廉的成本。滚压成形板材加工的方式为板金属在依次经过形状各不相同的各类截面后便直接形成所需的成型断面，正是由于它的这种可以形成各种形状断面的特点使其应用面十分广泛，在汽车、造船、仪表、建筑等各方各面得到了应用，因此，滚压成形已经在经济发展中起到了十分重要的作用。而将ansys有限元分析应用到滚压成形分析中可有效快速得到滚压成形的各种变形及力学特性。主要的工艺特点有:
(1)板材滚压成形的特点是对板材连续进行加工所以这种加工方法的生产效率较高因此也时候产品的大规模大批量的生产。
(2)板材的滚压成形由于其固有的工艺特点因此可以并且特别适合各类复杂形状零件的制造，因此这种加工方法能够最大程度上满足实际的结构的设计要求。
(3)板材经过滚压成形后会产生随滚压的深度而有所不同的残余应
第一章 绪论 1
1.1 课题的目的与意义 1
1.2 国内外研究的现状 2
1.3 研究内容 3
1.4 本章小结 4
第二章 ANSYS软件与弹塑性变形理论的介绍 5
2.1 ANSYS软件的介绍 5
2.2 塑性变形理论的介绍 7
2.2.1 什么是塑性 7
2.2.2 弹塑性有限元法介绍 7
2.3 本章小结 8
第三章 滚压成形几何建模 9
3.1 ANSYS上的二维几何建模 9
3.1.1 滚压成形平面模型各几何参数的给定 9
3.1.2 滚压成形二维模型的建模过程9
3.2 中ANSYS上的三维几何建模 12
3.2.1 轴滚压成形立体模型各几何参数的给定 12
3.2.2 滚压成形立体模型的建模过程
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三章 滚压成形几何建模 9
3.1 ANSYS上的二维几何建模 9
3.1.1 滚压成形平面模型各几何参数的给定 9
3.1.2 滚压成形二维模型的建模过程9
3.2 中ANSYS上的三维几何建模 12
3.2.1 轴滚压成形立体模型各几何参数的给定 12
3.2.2 滚压成形立体模型的建模过程 12
3.3 本章小结 16
第四章 滚压成形分析的分析过程及求解 17
4.1 材料属性的确定以及在ansys软件中的设置 17
4.2 单元类型的选择及网格的划分 18
4.3 接触的定义 19
4.4约束的定义 21
4.5 轧辊滚动的实现 22
4.6 本章小结23
第五章 滚压成形分析结果的分析与处理 24
5.1 滚压成形平面模型分析结果的分析与处理 24
5.1.1 等效应力分析 24
5.1.2 接触压力分析26
5.1.3 摩擦应力分析 28
5.1.4 等效应力与计算载荷步关系图30
5.2滚压成形实体模型分析结果的分析与处理32
5.2.1 等效应力分析 32
5.2.2 接触压力分析36
5.2.3 摩擦应力分析 38
5.2.4 等效应力与计算载荷步关系图41
5.3 本章小结46
结 论47
展 望48
致 谢 49
参考文献 50
第一章 绪论
1.1 课题的目的与意义
有限元是指在研究复杂事物时, 往往把它划分为性能已知的简单组件( 单元) , 然后利用对这些组件规律的了解, 研究它们组合或原复杂系统后的性能。目前我们使用最为广泛也被认为最为合理的数值分析方法是有限单元法。这种方法之所以被广泛应用时因为其充分的运用了能量方程和变分原理以至于他还能够很好的解决金属的硬化效应问题。因为具有这些良好的特点是的有限单元法在各种边界问题的研究中被方法应用。在使用限单元法的软件中最为常用的是ANSYS。利用ANSYS可以很方便的对金属塑性成形进行分析。因此，本设计就是学习使用ANSYS软件，学习有限元分析思想、方法，对滚压成形进行分析和研究。
滚压成形时一种板金属加工的新技术，具有非常多的其他技术所没有优点，这些优点主要体现在它的节省材料、非常高的效率以及相对低廉的成本。滚压成形板材加工的方式为板金属在依次经过形状各不相同的各类截面后便直接形成所需的成型断面，正是由于它的这种可以形成各种形状断面的特点使其应用面十分广泛，在汽车、造船、仪表、建筑等各方各面得到了应用，因此，滚压成形已经在经济发展中起到了十分重要的作用。而将ansys有限元分析应用到滚压成形分析中可有效快速得到滚压成形的各种变形及力学特性。主要的工艺特点有:
(1)板材滚压成形的特点是对板材连续进行加工所以这种加工方法的生产效率较高因此也时候产品的大规模大批量的生产。
(2)板材的滚压成形由于其固有的工艺特点因此可以并且特别适合各类复杂形状零件的制造，因此这种加工方法能够最大程度上满足实际的结构的设计要求。
(3)板材经过滚压成形后会产生随滚压的深度而有所不同的残余应
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